用于风力机载荷减缓的激光雷达辅助精确输出调节
系统与控制
2019-10-18 v2 系统与控制
摘要
优化风力机性能涉及最大化能量捕获，同时力求最小化塔架结构、叶片和转子上的载荷疲劳。为改善风机控制性能，近年来光探测与测距（LIDAR）等风预览测量技术一直是研究人员的关注点。本文探讨一种称为精确输出调节（EOR）的经典控制方法在改善LIDAR增强型风力机控制性能中的应用。EOR控制器旨在实现对已知输入扰动的抑制，同时确保系统输出跟踪期望的参考信号。该控制器由状态反馈控制器与前馈增益组成。LIDAR风预览信息用于获得用于建模风动力学低阶外系统。该风外系统用于获得前馈增益矩阵，使EOR控制器能有效抑制输入扰动并实现期望的参考跟踪。在National Renewable Energy Laboratory (NREL) 5 MW参考风力机的全非线性气动弹性模型上，对EOR控制器在部分载荷和满载运行区域广泛风速范围下进行了大量仿真。为进行性能比较，我们还实现了基线转矩控制器和一种常用的称为扰动调节控制（DAC）的前馈控制方法。结果表明，与基线和DAC控制器相比，EOR控制器可大幅降低疲劳载荷并提供更平滑的功率输出，且不牺牲能源生产水平。
引用
@article{arxiv.1906.07550,
title = {LIDAR-Assisted Exact Output Regulation for Load Mitigation in Wind Turbines},
author = {Amin Mahdizadeh and Robert Schmid and Denny Oetomo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.07550},
year = {2019}
}
备注
32 pages, provisionally accepted for IEEE Transactions on Control Systems Technology